RU2790693C1 - Method for producing long hollow products from discrete or plasticized materials - Google Patents
Method for producing long hollow products from discrete or plasticized materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2790693C1 RU2790693C1 RU2022104514A RU2022104514A RU2790693C1 RU 2790693 C1 RU2790693 C1 RU 2790693C1 RU 2022104514 A RU2022104514 A RU 2022104514A RU 2022104514 A RU2022104514 A RU 2022104514A RU 2790693 C1 RU2790693 C1 RU 2790693C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- workpiece
- hollow
- mandrel
- channel
- die
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к производству длинномерных изделий из порошков различных, в том числе и полимерных, материалов, а также из пластифицированных масс путём их экструзии и может быть использовано для изготовления длинномерных полых изделий с различной формой поперечных сечений, площадь которых равна или больше площади сечения экструдера.The invention relates to the production of long products from powders of various, including polymeric, materials, as well as from plasticized masses by extrusion and can be used for the manufacture of long hollow products with various cross-sectional shapes, the area of which is equal to or greater than the cross-sectional area of the extruder.
Известен способ формования длинномерных полых изделий из порошковых и пластифицированных масс, включающий продавливание заготовки между ребрами дорнодержателя в кольцевую осесимметричную зону деформации, вытяжку материала, формование изделия и его калибрование (RU 2134640 С1, опубл 20.08.1999). A known method of molding long hollow products from powder and plasticized masses, including forcing the workpiece between the ribs of the mandrel holder into an annular axisymmetric deformation zone, drawing the material, molding the product and sizing it (RU 2134640 C1, publ 20.08.1999).
К недостаткам известного способа относится низкий уровень физико-механических свойств длинномерных полых изделий, обусловленный неоднородностью их структуры, высоким содержанием дефектов в тех зонах материала, которые были разрушены при продавливании последнего через узел крепления дорна, и связанный с этим низкий выход годного продукта, в частности, для изделий, полученных при степенях вытяжки материала менее 5.The disadvantages of the known method include the low level of physical and mechanical properties of long hollow products, due to the heterogeneity of their structure, the high content of defects in those areas of the material that were destroyed when the latter was forced through the mandrel attachment, and the associated low yield of a suitable product, in particular , for products obtained with material draw ratios less than 5.
Наиболее близким к предложенному является принятый за прототип способ получения длинномерных полых изделий, позволяющий устранять те дефекты в материале, которые формируются в нем при прохождении полой заготовки через узел крепления дорна (МПК В21С73/08, МПК В29С47/12, МПК В28В03/26). В этом способе формования длинномерных полых изделий из порошковых или пластифицированных масс, включающем продавливание заготовки через кольцевую осесимметричную зону деформации, вытяжку материала, формование изделия и его калибрование, при этом материал в кольцевой зоне деформации подвергают дополнительной деформационной обработке, включающей в себя циклические деформации вытяжки и осадки в осевом и в окружном направлениях по всей длине зоны деформации, а также циклические деформации осадки материала полой заготовки в радиальных направлениях и его циклические разнознаковые деформации сдвига и изгиба. При этом деформации сдвига осуществляют как в плоскостях, проходящих через ось вытяжки, так и в плоскостях, ортогональных к этой оси, а деформации изгиба в окружном направлении в поверхностях, проходящих между поверхностями матрицы и дорна, а в радиальном в плоскостях, проходящих через ось вытяжки, при этом количество циклов дополнительной деформационной обработки материала равно или больше единицы. Closest to the proposed one is the method adopted for the prototype for obtaining long-length hollow products, which makes it possible to eliminate those defects in the material that are formed in it when the hollow workpiece passes through the mandrel attachment point (IPC V21S73/08, IPC V29S47/12, IPC V28V03/26). In this method of molding long-length hollow products from powder or plasticized masses, which includes punching the workpiece through an annular axisymmetric deformation zone, drawing the material, molding the product and sizing it, while the material in the annular deformation zone is subjected to additional deformation processing, including cyclic deformation of the drawing and settlements in the axial and circumferential directions along the entire length of the deformation zone, as well as cyclic deformations of the settlement of the material of the hollow billet in the radial directions and its cyclic shear and bending deformations of different signs. In this case, shear deformations are carried out both in planes passing through the drawing axis and in planes orthogonal to this axis, and bending deformations in the circumferential direction in surfaces passing between the surfaces of the matrix and mandrel, and in the radial direction in planes passing through the drawing axis , while the number of cycles of additional deformation processing of the material is equal to or greater than one.
Недостатком этого способа формования полых изделий является отсутствие возможности реализовать деформацию кручения всей полой заготовки относительно ее оси или разнонаправленных вращений ее поверхностей относительно ее оси, что снижает качество деформационной обработки всего объема материала формуемой полой заготовки. Недостатком способа является также отсутствие возможности концентрировать максимальные деформационные воздействия на материал заготовки в тех ее зонах, в которых заготовка разрезается элементами крепления дорна – ребрами дорнодержателя – внутри матрицы при продавливании ее через каналы дорнодержателя в деформирующий канал устройства. К недостаткам этого способа можно также отнести ограниченную возможность проводить, как показала практика, полноценную деформационную обработку всего объема формуемого материала крупногабаритных полых заготовок и изделий.The disadvantage of this method of molding hollow products is the inability to implement torsion deformation of the entire hollow workpiece relative to its axis or multidirectional rotations of its surfaces relative to its axis, which reduces the quality of deformation processing of the entire volume of the material of the formed hollow workpiece. The disadvantage of this method is also the inability to concentrate the maximum deformation effects on the workpiece material in those areas in which the workpiece is cut by the mandrel fastening elements - mandrel holder ribs - inside the matrix when it is forced through the mandrel holder channels into the deforming channel of the device. The disadvantages of this method can also be attributed to the limited ability to carry out, as practice has shown, a full-fledged deformation processing of the entire volume of the molded material of large-sized hollow blanks and products.
Техническая проблема изобретения заключается в обеспечении возможности получения из дискретных и пластифицированных материалов длинномерных полых изделий с беспористой, бездефектной и однородной структурой материала, максимальная площадь поперечного сечения которых равна или больше площади сечения шнекового или плунжерного тракта экструзионного пресса. The technical problem of the invention is to enable the production of long-length hollow products from discrete and plasticized materials with a non-porous, defect-free and homogeneous material structure, the maximum cross-sectional area of which is equal to or greater than the cross-sectional area of the screw or plunger path of the extrusion press.
Технический результат достигается тем, что в способе получения длинномерных полых изделий из дискретных и пластифицированных материалов путем уплотнения материала, подачи его через каналы между ребрами дорнодержателя в канал устройства, образованный фильерой и дорном, деформационной обработки заготовки материала с образованием полой заготовки, формования и калибрования полой заготовки с получением готового изделия, при этом деформационную обработку заготовки осуществляют путем придания ей деформаций осадки и сдвига воздействием на нее профилированными выступами, расположенными на части длины фильеры и дорна с равным и одинаковым в окружном направлении для фильеры и дорна угловым шагом, согласно изобретению, используют устройство с профилированными выступами в виде винтовых выступов, осадки полой заготовке придают в направлениях, ортогональных к поверхностям полой заготовки и оппозитных друг другу по направлению со смещением в окружном направлении относительно друг друга до половины углового шага между винтовыми выступами, а в процессе перемещения полой заготовки вдоль канала путем воздействия на нее винтовыми выступами придают её внутренней и наружной поверхностям оппозитные друг другу вращения, вызывающие в материале полой заготовки деформации сдвига, достигающие максимальных значений в зонах полой заготовки, в которых расстояние между ее поверхностями минимально, при этом площадь деформирующего канала в ортогональных к его оси кольцевых сечениях на 10-15% меньше суммарной площади каналов дорнодержателя, причем обеспечивают максимальные величины сумм приданных заготовке деформаций в тех зонах заготовки, в которых материал был разрезан ребрами дорнодержателя при подаче его в канал устройства а деформационная обработка проводится вдоль канала в несколько последовательных этапов, при этом на каждом последующем этапе зоны заготовки с максимальными величинами сумм деформаций смещены в окружном направлении относительно указанных зон на предыдущем этапе на угол до половины окружного шага между указанными зонами.The technical result is achieved by the fact that in the method for producing long hollow products from discrete and plasticized materials by compacting the material, feeding it through the channels between the ribs of the mandrel holder into the device channel formed by the die and the mandrel, deformation processing of the material blank to form a hollow blank, molding and calibrating the hollow workpiece to obtain a finished product, while the deformation processing of the workpiece is carried out by giving it deformations of upset and shear by exposing it to profiled protrusions located on part of the length of the die and mandrel with an angular pitch equal and the same in the circumferential direction for the die and mandrel, according to the invention, use a device with profiled protrusions in the form of helical protrusions, the hollow billet is upset in directions orthogonal to the surfaces of the hollow billet and opposite to each other in the direction with a displacement in the circumferential direction relative to each other up to half y pitch between the helical protrusions, and in the process of moving the hollow workpiece along the channel, by acting on it with helical protrusions, rotations opposite to each other are imparted to its inner and outer surfaces, causing shear deformations in the material of the hollow workpiece, reaching maximum values in the zones of the hollow workpiece, in which the distance between its surfaces is minimal, while the area of the deforming channel in the annular sections orthogonal to its axis is 10-15% less than the total area of the mandrel holder channels, and the maximum values of the sums of deformations given to the workpiece are provided in those areas of the workpiece in which the material was cut by the mandrel holder ribs when feeding it into the channel of the device and the deformation processing is carried out along the channel in several successive stages, while at each subsequent stage the zones of the workpiece with the maximum values of the sums of deformations are displaced in the circumferential direction relative to the indicated zones at the previous stage by an angle of up to n half the circumferential pitch between the indicated zones.
Возможен вариант, когда в процессе перемещения полой заготовки вдоль канала направления вращений ее внутренней и наружной поверхностей изменяют в одних и тех же поперечных сечениях канала один или более раз на противоположные и тем самым в зонах изменения направлений вращения внутренней и внешней поверхностей заготовки придают материалу заготовки дополнительные деформации сдвига в плоскостях, ортогональных к оси канала It is possible that in the process of moving the hollow workpiece along the channel, the directions of rotation of its inner and outer surfaces are changed in the same cross sections of the channel one or more times to opposite ones, and thereby, in the zones of change in the directions of rotation of the inner and outer surfaces of the workpiece, additional shear deformations in planes orthogonal to the channel axis
Кроме того, после деформационной обработки формование полой заготовки осуществляют при ее перемещении вдоль канала путем её сжатия в осевом направлении и увеличения площади ее поперечных сечений и последующей вытяжки полой заготовки в осевом направлении с уменьшением площади и изменением формы ее поперечных сечений до площади и формы поперечного сечения готового изделия, после чего осуществляют калибрование полой заготовки при сохранении размеров ее поперечных сечений постоянными и соответствующими размерам и форме поперечных сечений готового изделия.In addition, after deformation processing, the formation of a hollow workpiece is carried out when it moves along the channel by compressing it in the axial direction and increasing the area of its cross sections and subsequent drawing of the hollow workpiece in the axial direction with a decrease in the area and a change in the shape of its cross sections to the area and shape of the cross section of the finished product, after which the hollow billet is calibrated while maintaining the dimensions of its cross sections constant and corresponding to the dimensions and shape of the cross sections of the finished product.
Изобретение иллюстрируется чертежами.The invention is illustrated in the drawings.
На фиг.1 показано осевое сечение устройства (без экструзионного пресса) для осуществления предложенного способа получения изделий из дискретных или пластифицированных материалов. Figure 1 shows an axial section of a device (without an extrusion press) for implementing the proposed method for producing products from discrete or plasticized materials.
На фиг.2 – заготовка, формуемая в деформирующем, формообразующем и калибрующем каналах устройства.Figure 2 - workpiece, molded in the deforming, shaping and calibrating channels of the device.
На фиг. 3 – осевое сечение заготовки, представленной на фиг. 2.In FIG. 3 is an axial section of the workpiece shown in Fig. 2.
На фиг. 4 – две половины участка фильеры с винтовыми выступами, угол подъема угла которых имеет один знак. In FIG. 4 - two halves of the die section with helical protrusions, the angle of elevation of the angle of which has the same sign.
На фиг. 5 – участок дорна с винтовыми выступами, угол подъема угла которых имеет один знак. In FIG. 5 - mandrel section with helical protrusions, the angle of elevation of the angle of which has one sign.
На фиг. 6 – часть заготовки в деформирующем канале, фильера которого приведена на фиг. 4, а дорн на фиг. 5. In FIG. 6 - part of the workpiece in the deforming channel, the die of which is shown in Fig. 4, and the mandrel in Fig. 5.
На фиг. 7 – осевое сечение части заготовки материала, приведенной на фиг. 6.In FIG. 7 is an axial section of a part of the material blank shown in FIG. 6.
На фиг. 8 – ортогональные к оси фильеры и дорна сечения с А-А по М-М части заготовки, приведенной на фиг. 7.In FIG. 8 - sections orthogonal to the axis of the die and the mandrel from A-A to M-M of the part of the workpiece shown in Fig. 7.
На фиг. 9 – ортогональные к оси фильеры и дорна сечения с Н-Н по Щ-Щ части заготовки, приведенной на фиг. 7.In FIG. 9 - sections orthogonal to the axis of the die and the mandrel from H-H along W-W of the part of the workpiece shown in Fig. 7.
На фиг. 10 – две половины участка фильеры, винтовые выступы которой имеют углы подъема, знак которых изменяется по ее длине на противоположный.In FIG. 10 - two halves of the section of the die, the helical protrusions of which have elevation angles, the sign of which changes along its length to the opposite.
На фиг. 11 – участок дорна, винтовые выступы которого имеют углы подъема, которые изменяют по его длине свой знак на противоположный.In FIG. 11 - mandrel section, the helical protrusions of which have elevation angles that change their sign to the opposite along its length.
На фиг. 12 – часть заготовки отформованной в деформирующем канале с фильерой, приведенной на фиг. 10, и с дорном, приведенным на фиг. 11. In FIG. 12 - part of the workpiece molded in the deforming channel with a die shown in Fig. 10 and with the mandrel shown in FIG. eleven.
На фиг. 13 – осевое сечение части заготовки, приведенной на фиг. 12.In FIG. 13 is an axial section of a part of the workpiece shown in FIG. 12.
На фиг. 14 – ортогональные к оси дорна сечения с А'-А' по М'-М' части заготовки, приведенной на фиг. 13.In FIG. 14 - sections orthogonal to the axis of the mandrel from A'-A' to M'-M' of the part of the workpiece shown in FIG. 13.
На фиг. 15 – ортогональные к оси фильеры и дорна сечения с Н'-Н' по Э'-Э' части заготовки, приведенной на фиг. 13.In FIG. 15 - orthogonal to the axis of the die and the mandrel sections from H'-H' to E'-E' part of the workpiece shown in Fig. 13.
На фиг. 16 – часть заготовки в деформирующем канале, имеющем по длине канала две группы выступов у фильеры и дорна.In FIG. 16 - part of the workpiece in the deforming channel, which has two groups of protrusions along the length of the channel near the die and the mandrel.
На фиг. 17 – структура материала полого изделия, которое получено предложенным способом на шнековом экструдере и площадь сечения которого на 15% больше площади сечения шнекового тракта; изображение получено с помощью сканирующего электронного микроскопа, ускоряющее напряжение 20,0 кВ, увеличение х1000, детектор сканирующих электронов, шкала 50 мкм.In FIG. 17 - the structure of the material of a hollow product, which is obtained by the proposed method on a screw extruder and the cross-sectional area of \u200b\u200bwhich is 15% larger than the cross-sectional area of the screw tract; the image was obtained using a scanning electron microscope, accelerating voltage 20.0 kV, x1000 magnification, scanning electron detector, scale 50 µm.
Способ получения длинномерных полых изделий из дискретных и пластифицированных материалов реализуется на устройстве, которое содержит плунжерный или шнековый пресс, а также фильеру 1 и дорн 2 (фиг. 1). Фильера 1 и дорн 2 образуют по своей длине канал устройства, который включает деформирующий канал 4, формующий канал 5 и калибрующий канал 6. На входе в деформирующий канал 4 перед фильерой 1 расположен дорнодержатель 3. В деформирующем канале 4 рабочие поверхности фильеры 1 и дорна 2 имеют профилированные винтовые выступы 7, 8, расположенные с равным в окружном направлении и одинаковым для фильеры 1 (винтовые выступы 7) и дорна 2 (винтовые выступы 8) угловым шагом. На фиг.2 и 3 показана поверхность и продольное сечение полой заготовки 9, формуемой в деформирующем, формующем и калибрующем каналах 4, 5 и 6 устройства.The method for producing long hollow products from discrete and plasticized materials is implemented on a device that contains a plunger or screw press, as well as a spinneret 1 and a mandrel 2 (Fig. 1). The die 1 and the
Шаг винтовых линий, проходящих по точкам пересечения осей симметрии поперечных сечений винтовых выступов 7, 8 фильеры 1 и дорна 2 с их поверхностью, по длине деформирующего канала 4 одинаков. Углы подъема винтовых выступов 7 фильеры 1 и углы подъема винтовых выступов 8 дорна 2 противоположны по знаку и имеют величину не менее 45°, а суммарная высота винтовых выступов 7 и 8 в любом поперечном сечении фильеры 1 и дорна 2 не превышает ½ ширины зазора между поверхностями фильеры 1 и дорна 2. При этом соотношение высот винтовых выступов фильеры и дорна в любом поперечном сечении может составлять от 1:3 до 3:1. The step of the helical lines passing through the points of intersection of the axes of symmetry of the cross sections of the
Примыкающий к деформирующему каналу 4 формующий канал 5 не имеет на поверхностях фильеры 1 и дорна 2 винтовых выступов. В сечениях, ортогональных к оси фильеры 1 и дорна 2, площадь кольцевого зазора между их поверхностями по длине формующего канала 5, как показано на фиг.1-3, последовательно увеличивается, возможно в число раз от 1 до 5, а затем уменьшается так, что форма и размеры указанных сечений формующего канала 5 принимают размеры и форму готового изделия, а размеры и форма ортогональных к оси фильеры 1 и дорна 2 кольцевых сечений между их поверхностями в калибрующем канале 6 соответствуют размерам и форме поперечных сечений готового изделия и по длине канала 6 остаются постоянными.The forming
Винтовые выступы 7, 8 фильеры и дорна могут иметь различный профиль. Предпочтительным является профиль, показанный на фиг. 4. Возможны варианты, когда в сечениях, ортогональных к оси фильеры 1 и дорна 2, образующие боковых поверхностей каждого винтового выступа 7, 8 являются прямыми линиями, которые параллельны осям симметрии винтовых выступов 7, 8 или пересекают их так, что ширина выступов 7, 8 к их вершинам уменьшается.
Высота винтовых выступов 7, 8 фильеры и дорна может быть постоянной по их длине. Возможен также вариант, когда высота каждого винтового выступа 7, 8 фильеры и дорна изменяется по его длине по гладкой периодической функции. Период указанных функций одинаков для всех винтовых выступов 7, 8, а их амплитуда составляет до 1/2 от средней высоты соответствующего винтового выступа 7, 8.The height of the
Дорнодержатель 3 включает обод и рёбра, на которых закреплен дорн 2. Число рёбер в данном случае равно трем. The
Знак угла подъема каждого винтового выступа 7, 8 фильеры и дорна может быть постоянным по всей их длине (фиг. 5, 6). Полая заготовка 9 материала, формуемая в деформирующем канале 4 с такими выступами, показана на фиг. 7. На фиг. 8 показано продольное сечение заготовки 9, а на фиг. 9 и 10 показано, как в процессе перемещения формуемой заготовки 9 вдоль оси деформирующего канала 4 изменяется форма ее ортогональных к оси фильеры 1 и дорна 2 сечений при вращении ее внутренней и внешней поверхности в оппозитных друг другу направлениях, в котором винтовые выступы 7 и 8 имеют постоянные форму и размеры. The sign of the angle of elevation of each
Также возможен вариант устройства, в котором знак угла подъема винтовых выступов 7, 8 фильеры (фиг. 11) и дорна (фиг.12) изменяется на противоположный по длине деформирующего канала 4 по меньшей мере один раз в одном для всех этих выступов сечении, ортогональном к их оси. Полая заготовка 10, формуемая в деформирующем канале 4 с такими выступами, показана на фиг. 13. На фиг. 14 показано продольное сечение заготовки 10, а на фиг. 15 и 16 показано, как в процессе перемещения формуемой заготовки 10 вдоль оси деформирующего канала 4 изменяется форма ее поперечных сечений, ортогональных к оси фильеры и дорна, при вращении внутренней и внешней поверхностей полой формуемой заготовки 10 в оппозитных друг к другу направлениях при однократном изменении направлений их вращений на противоположные в процессе перемещения формуемой заготовки 10 вдоль оси деформирующего канала 4.A variant of the device is also possible, in which the sign of the angle of elevation of the
Винтовые выступы 7, 8 образуют пары, каждая из которых включает винтовой выступ 7 фильеры и винтовой выступ 8 дорна. Винтовые линии винтовых выступов 7, 8 каждой пары на входе в деформирующий канал 4 перекрещиваются в плоскости, проходящей через ось фильеры 1 и дорна 2 и через хорды профиля ребра дорнодержателя 3. Число пар винтовых выступов, образованных винтовыми выступами 7, 8 фильеры и дорна, кратно числу рёбер дорнодержателя 3.The
В предпочтительном исполнении пары винтовых выступов 7, 8 фильеры и дорна образуют две или более групп винтовых выступов 7, 8, расположенных по длине деформирующего канала 4 с промежутками между группами (фиг. 1), при этом в каждой группе число пар винтовых выступов, образованных винтовыми выступами 7, 8 фильеры и дорна, кратно числу рёбер дорнодержателя 3. In the preferred embodiment, pairs of
Предпочтительно, чтобы пары винтовых выступов 7, 8 каждой группы были смещены в окружном направлении относительно пар винтовых выступов 7, 8 соседней группы на угол до половины окружного угла между рёбрами дорнодержателя 3.Preferably, pairs of
На фиг. 17 показана поверхность полой заготовки 11 в деформирующем канале 4 устройства, состоящем из двух блоков, в каждом из которых расположена группа винтовых выступов 7, 8 фильеры и дорна, ориентация которых смещена вокруг оси фильеры 1 и дорна 3 в данном случае на половину углового шага между ребрами дорнодержателя 3.In FIG. 17 shows the surface of the
На фиг. 18 показана структура излома материала отформованного в данном устройстве полого изделия, из которой следует, что излом материала полого изделия, площадь которого на 15% больше площади сечения шнекового тракта экструзионного пресса, прошел через частицы порошка сверхвысокомолекулярного полиэтилена GUR4150, из которого было получено изделие, а не через границы между ними, что свидетельствует о высокой прочности межграничных связей между частицами материала отформованного изделия.In FIG. 18 shows the fracture structure of the material of the hollow product molded in this machine, from which it follows that the fracture of the material of the hollow product, the area of which is 15% larger than the cross-sectional area of the screw path of the extrusion press, passed through the powder particles of GUR4150 ultra-high molecular weight polyethylene from which the product was obtained, and not through the boundaries between them, which indicates a high strength of interboundary bonds between the particles of the material of the molded product.
Способ получения длинномерных полых изделий на шнековых прессах осуществляется следующим образом.The method of obtaining long-length hollow products on screw presses is carried out as follows.
Исходный пластифицированный или дискретный материал, в качестве которого могут использоваться порошковые или гранулированные материалы, а также дробленные на мелкие фракции вторичные продукты, продавливается, как показано на фиг.1, шнеком в деформирующий канал 4 оснастки через каналы дорнодержателя 3, ребрами которого, имеющими форму крыла самолета, формуемая заготовка разрезается на продольные полосы, обтекающие с разной скоростью боковые поверхности ребер. Площадь деформирующего канала 4 в ортогональных к его оси кольцевых сечениях на 10-15% меньше суммарной площади каналов дорнодержателя 3, через которые перемещается материал формуемой заготовки, что создает напряжения сжатия в окружном к оси канала 4 направлении и ортогональном к боковым поверхностям полос заготовки на выходе их из каналов дорнодержателя 3. Относительное скольжение слоев материала на поверхностях контакта этих полос даже при малых величинах давлений их сжатия, как показала практика, способствует залечиванию дефектов структуры материала в этих зонах заготовки. The original plasticized or discrete material, which can be used as powder or granular materials, as well as secondary products crushed into small fractions, is pressed, as shown in figure 1, by a screw into the
На входе полой заготовки в деформирующий канал 4 в ее внутреннюю и внешнюю поверхности внедряют равное количество расположенных на профилированных поверхностях фильеры 1 и дорна 2 с одинаковым окружным шагом профилированных винтовых выступов 7 и 8. При этом поверхностям полой заготовки придают ортогональные к ним и оппозитные друг другу по направлению осадки, смещенные в окружном направлении относительно друг друга до половины углового шага винтовых выступов 7 и 8. Такие локальные осадки внутренней и внешней поверхностей полой заготовки дополнительно уменьшают площадь ее поперечных сечений до 40%.At the entrance of the hollow workpiece to the deforming
Расположенные в деформирующем канале 4 на профилированных поверхностях фильеры 1 и дорна 2 профилированные винтовые выступы 7, 8, цилиндрические винтовые линии которых имеют по длине деформирующего канала 4 одинаковый шаг и оппозитные друг другу знаки угла их подъема, вращают в процессе перемещения заготовки вдоль оси деформирующего канала 4 внутреннюю и внешнюю поверхности заготовки вокруг оси деформирующего канала устройства в оппозитных друг к другу направлениях, что вызывает как в окружном, так и в продольном направлениях деформации сдвига в материале формуемой полой заготовки, достигающие своих максимальных значений, как это показано на фиг. 9, 10, в тех зонах заготовки, в которых цилиндрические винтовые линии винтовых выступов 7, 8 фильеры и дорна перекрещиваются и расстояния между ними минимально. В этих же зонах достигают своих максимальных значений и локальные радиальные деформации осадки полой заготовки. Located in the deforming
При этом интенсивность всех типов деформаций заготовки изменяется по гладким периодическим функциям в окружном направлении с количеством циклов, как показано на фиг. 9, 10, равным отношению угла закручивания поверхностей заготовки к окружному углу между винтовыми выступами 7 и 8.In this case, the intensity of all types of deformations of the workpiece varies along smooth periodic functions in the circumferential direction with the number of cycles, as shown in Fig. 9, 10, equal to the ratio of the angle of twisting of the surfaces of the workpiece to the circumferential angle between the
Показанные на фиг. 11 и 12 поверхности фильеры 1 и дорна 2 в деформирующем канале 4 имеют винтовые выступы 7 и 8, которые в одной и той же плоскости, ортогональной к оси устройства, изменяют направления, под которыми они пересекают образующие осесимметричных поверхностей фильеры 1 и дорна 2, на противоположные, что, как показано на фиг. 13, 15 и 16, вызывает при перемещении формуемой полой заготовки через эту плоскость изменение направлений относительного вращения поверхностей полой заготовки, и, соответственно, изменяют и направления поверхностей сдвига в материале полой заготовки, а также изменяют направления относительного скольжения материала вдоль этих поверхностей. Такие изменения схемы деформации заготовки ведут к перестройке направлений и расположений систем магистральных полос сдвига и располагающихся в этих полосах микроповерхностей сдвига, вовлекая при каждом таком переходе в процессы относительного скольжения дополнительно и новые структурные единицы материала. Shown in FIG. 11 and 12, the surfaces of the
В зонах изменения направлений вращения внутренней и наружной поверхности формуемой заготовки, через которые в процессе ее перемещения вдоль деформирующего канала 4 проходит весь объем материала формуемой заготовки, материал заготовки получает также в плоскостях, ортогональных к оси деформирующего канала 4, дополнительные сдвиговые деформации, вызванные оппозитными друг другу по направлению относительными смещениями слоев материала, расположенных на входе и выходе его из этих локальных зон. In the zones of change in the directions of rotation of the inner and outer surfaces of the molded workpiece, through which, in the process of its movement along the deforming
Этот принцип деформационной проработки материала, вызывающий его макро- и микроструктурные перестройки при каждом изменении типа и направлений приложенных к заготовке деформационных воздействий, позволяет проводить объемную многофакторную структурную проработку материала формуемой заготовки, что, как показала практика, и реализуется в предлагаемом способе. This principle of deformation processing of the material, which causes its macro- and microstructural rearrangements with each change in the type and directions of deformation effects applied to the workpiece, allows for volumetric multifactorial structural processing of the material of the molded workpiece, which, as practice has shown, is implemented in the proposed method.
Поскольку при прохождении полой заготовки через деформирующий канал 4 максимальные величины сумм всех полученных ее материалом деформаций локализованы, как показано на фиг. 9,10 и 15,16, в зонах, прилегающих к плоскостям, которые проходят через ось фильеры 1 и дорна 2 и в которых перекрещиваются винтовые линии, проходящие по точкам пересечения осей симметрии поперечных сечений винтовых выступов 7, 8 фильеры 1 и дорна 2 с поверхностью этих выступов 7, 8, то для восстановления монолитной структуры материала в тех зонах формуемой полой заготовки, которые были разрезаны на продольные полосы при продавливании ее через каналы дорнодержателя 3 в деформирующий канал 4 оснастки наиболее эффективно располагать не менее одного раза в деформирующем канале 4 эти плоскости так, чтобы они, как показано на фиг.9,10 и 15,16, совпадали по направлениям с плоскостями, которые проходят через ось фильеры 1 и дорна 2 и через хорды профилей ребер дорнодержателя 3, что обеспечит максимальную деформационную обработку материала этих наиболее дефектных зон.Since when the hollow workpiece passes through the deforming
Для получения однородной структуры материала по всему объему формуемого полого изделия деформационную обработку заготовки в деформирующий канале 4 проводят в несколько последовательных этапов, в каждом из которых, зоны максимальной деформационной обработки материала полой заготовки смещают в окружном направлении относительно таких же зон в предыдущем блоке оснастки на угол до половины окружного угла между ребрами дорнодержателя 3.To obtain a uniform structure of the material throughout the volume of the molded hollow product, the deformation processing of the workpiece in the deforming
Для получения крупногабаритных полых изделий, площадь которых может быть равна или больше площади сечения рабочего цилиндра экструзионного пресса, площадь кольцевого зазора между поверхностями фильеры и дорна по длине формующего канала 5 устройства увеличивают в число раз до 5, а затем уменьшают до размеров и формы поперечных сечений готового изделия, геометрические характеристики которых фиксируются и в калибрующем канале 6 устройства.To obtain large-sized hollow products, the area of which can be equal to or greater than the cross-sectional area of the working cylinder of the extrusion press, the area of the annular gap between the surfaces of the die and the mandrel along the length of the forming
Claims (3)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2790693C1 true RU2790693C1 (en) | 2023-02-28 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB918140A (en) * | 1959-05-28 | 1963-02-13 | Lazare Hauf | Improvements in or relating to the fabrication of packing tubes of thermoplastic material |
| US4147748A (en) * | 1976-07-23 | 1979-04-03 | Saumsiegle Robert W | Displacement blow-molding |
| RU2134640C1 (en) * | 1998-02-24 | 1999-08-20 | Панов Александр Константинович | Extrusion head for manufacture of polymeric shells of pipe framing |
| RU2272707C2 (en) * | 2004-04-12 | 2006-03-27 | Светлана Брониславовна Зубро | Method for extruding plastic and plasticized materials and apparatus for performing the same |
| RU2492965C1 (en) * | 2012-03-12 | 2013-09-20 | Лев Анатольевич Губенко | Method of forming long-length hollow articles from powders and plasticised materials and device to this end (versions) |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB918140A (en) * | 1959-05-28 | 1963-02-13 | Lazare Hauf | Improvements in or relating to the fabrication of packing tubes of thermoplastic material |
| US4147748A (en) * | 1976-07-23 | 1979-04-03 | Saumsiegle Robert W | Displacement blow-molding |
| RU2134640C1 (en) * | 1998-02-24 | 1999-08-20 | Панов Александр Константинович | Extrusion head for manufacture of polymeric shells of pipe framing |
| RU2272707C2 (en) * | 2004-04-12 | 2006-03-27 | Светлана Брониславовна Зубро | Method for extruding plastic and plasticized materials and apparatus for performing the same |
| RU2492965C1 (en) * | 2012-03-12 | 2013-09-20 | Лев Анатольевич Губенко | Method of forming long-length hollow articles from powders and plasticised materials and device to this end (versions) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3883631A (en) | Method and means for making high molecular weight polyethylene sheets | |
| KR100731218B1 (en) | Extruding apparatus | |
| KR100364043B1 (en) | A manufacturing device and method of the curved metal tube and rod with a arbitrary section | |
| CN104226711B (en) | A kind of many angular extrusion dies and manufacturing process | |
| US3494990A (en) | Method for producing molded bodies of rotation by rolling | |
| US5453238A (en) | Extrusion apparatus and method of extrusion for raw rubber mixes | |
| RU2790693C1 (en) | Method for producing long hollow products from discrete or plasticized materials | |
| US4514351A (en) | Process for the manufacture of articles of high mechanical strength from thermoplastic synthetic resins | |
| DE2222975A1 (en) | Extrusion device | |
| RU2790694C1 (en) | Device for producing long-length hollow products from discrete or plasticized materials | |
| US5779959A (en) | Process for forming plastic articles | |
| CN1140397C (en) | Paste extrusion method | |
| RU2780064C1 (en) | Device for producing long rod products from discrete or plasticized materials | |
| RU2782609C1 (en) | Method for producing long rod products from discrete or plasticized materials | |
| US4789511A (en) | Material processing | |
| RU2489253C1 (en) | Method of extrusion of plasticized powder materials (versions) and device to this end (versions) | |
| WO2014193260A1 (en) | Method and device for extruding plasticized powdered materials (variants) | |
| RU2272707C2 (en) | Method for extruding plastic and plasticized materials and apparatus for performing the same | |
| RU2492965C1 (en) | Method of forming long-length hollow articles from powders and plasticised materials and device to this end (versions) | |
| US3765222A (en) | Die for hydrostatic extrusion of sections having elongated projections | |
| SU835795A1 (en) | Method and apparatus for making hollow continuous shapes of thermoplastic resins | |
| RU1785912C (en) | Device for molding shaped articles from composite polymer materials | |
| SU1391935A1 (en) | Method and apparatus for making thick-walled seamless rigid profiled articles of unoriented semicrystalline thermoplastic polymers | |
| US3303247A (en) | Extrusion head for plastic tubing | |
| WO1993010956A1 (en) | Modular tubular extrusion head and a process for extruding tubular articles |